nghiên cứu đánh giá và xác định tải trọng cho phép qua cầu trên cơ sở kết quả kiểm định cầu

Ở Đ U 1.Lý do chọn đề tài Thông thƣờng thì khả năng chịu tải của công trình cầu suy giảm theo thời gian khai thác sử dụng do các tác động của tải trọng môi trƣờng và tải trọng giao thông làm cho vật liệu bị suy thoái theo thời gian dẫn đến giảm khả năng chịu tải của công trình. Trái lại, tải trọng giao thông thƣờng có xu hƣớng tăng dần theo thời gian theo sự phát triển kinh tế xã hội và nhu cầu vận tải. M c khác mạng lƣới các cầu đang khai thác tại Việt Nam hiện nay tồn tại nhiều cầu đƣợc thiết kế theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau, có mức độ hoạt tải thiết kế khác nhau từ mô hình hoạt tải H10,H13,H18,H30 theo tiêu chuẩn thiết kế 22TCN-18-79; Mô hình hoạt tải HS20, HS20-44 theo tiêu chuẩn AASHTO Standard-86 và HL93 theo AASHTO-LRFD-98 (tiêu chuẩn hiện hành 22TCN 272-05). Sự chênh lệch nhau về hiệu ứng lực giữa các mô hình hoạt tải thiết kế nhiều trƣờng hợp rất lớn mà thƣờng mô hình hoạt tải thiết kế mới có hiệu ứng lực lớn hơn các mô hình hoạt tải thiết kế cũ. Do nguồn kinh phí dành cho công tác duy tu, bảo dƣỡng, bảo trì các cầu còn hạn chế nên nhiều cầu đƣợc phân loại là cầu yếu vẫn phải tiếp tục khai thác và đi kèm là biện pháp cắm biển giới hạn tải trọng khai thác cho các cầu này. Sự phát triển của ngành công nghiệp chế tạo xe tải và đòi hỏi của ngành vận tải, ngày càng có nhiều loại xe tải n ng lƣu thông trên đƣờng, cầu với mật độ ngày càng tăng gây nguy cơ mất an toàn trên các cây cầu có khả năng chịu tải đã bị suy giảm so với thiết kế ban đầu, đây là lý do ngày càng xuất hiện nhiều tai nạn sụp đổ cầu do xe quá tải vƣợt qua. Trong một thời gian dài trƣớc khi ra đời tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05, công tác đánh giá cầu cũ để cắm biển giới hạn tải trọng ở Việt Nam chủ yếu là kiểm toán lại các đoàn xe thiết kế H10,H13,H18,H30 trên cơ sở cập nhật các dữ liệu kiểm định cầu từ đó tƣ vấn kiến nghị trị số tải trọng khai thác an toàn và đơn vị quản lý căn cứ trị số này để cắm biển duy nhất là biển giới hạn tổng tải trọng xe (biển số 115). Cách làm này đã gây cản trở rất nhiều cho giao thông đ c biệt là việc lƣu hành các loại xe đầu kéo-sơmi rơmooc gây nhiều bức xúc trong giới vận tải. Vấn đề cắm biển hạn chế tải trọng cho Cầu ở Việt Nam trong những năm gần đây có nhiều quan điểm khác nhau, chƣa thống nhất về phƣơng pháp cắm biển giới hạn, cách hiểu nội dung biển bảo giới hạn tải trọng giữa giới vận tải, cơ quan quản lý cầu, cơ quan thực thi giám sát tải trọng lƣu thông. Hiện tại cũng chƣa có một qui trình chuẩn cho công tác đánh giá và cắm biển các cầu cũ cần phải hạn chế tải trọng để đảm bảo an toàn ở Việt Nam. Hiện tại Bộ GTVT Việt Nam đang thực hiện nhiều chính sách đồng bộ nhƣ: Bố trí hệ thống trạm cân t nh, trạm cân động để kiểm soát tải trọng lƣu hành trên đƣờng bộ; cho kiểm định đánh giá và cắm lại biển giới hạn tải trọng (nếu cần) hệ thống các cầu hiện hữu trên Quốc lộ; tăng cƣờng các chƣơng trình nghiên cứu, biên soạn và ban hành bổ sung các văn bản pháp lý liên quan đến quản lý vận tải; biên soạn cập nhật các qui trình về kiểm định, đánh giá cầu phù hợp với xu thế mới,... Nhằm góp phần hoàn thiện phƣơng pháp đánh giá cầu, xác định tải trọng cho phép qua cầu trên cơ sở sử dụng các kết quả kiểm định cầu phục vụ việc lựa chọn phƣơng án cắm biển hạn chế tải trọng (nếu cần), tác giả lựa chọn đề tài: ”Nghiên cứu đánh giá và xác định tải trọng cho phép qua cầu trên cơ sở kết quả kiểm định cầu ”. 3. ục đích nghiên cứu : Mục đích nghiên cứu của luận án là sử dụng các phƣơng pháp phân tích, đánh giá cầu theo lý thuyết xác suất ứng dụng cho đánh giá và xác định tải trọng cho phép qua cầu trên cơ sở sử dụng các kết quả kiểm định cầu với các nội dung chính nhƣ sau: 1) Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy đánh giá và xác định tải trọng cho phép qua cầu trên cơ sở sử dụng các dữ liệu kiểm định, thử tải hiện trƣờng làm cơ sở cho việc lựa chọn phƣơng án cắm biển hạn chế tải trọng cầu phù hợp hơn. 2) Nghiên cứu phân tích dữ liệu cân động xe tại Việt nam những năm gần đây và cơ sở dữ liệu xe đăng kiểm để xác định các mô hình tải trọng hợp pháp phù hợp với dữ liệu tải trọng giao thông tại Việt Nam; Tính toán xác định các hệ số tải trọng tổng quát cho đánh giá và cắm biển tải trọng cầu theo phƣơng pháp bán xác suất (phƣơng pháp LRFR). 3) Phát triển thủ tục đánh giá cầu và xác định tải trọng khai thác cho phép phục vụ việc ra quyết định lựa chọn phƣơng án cắm biển phù hợp với các mục tiêu định trƣớc có xét đến tuổi thọ còn lại và độ tin cậy của cầu. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án: Đối tƣợng nghiên cứu là các loại công trình cầu đƣờng bộ. Phạm vi nghiên cứu: Giới hạn cho các loại cầu đƣờng bộ có chiều dài nhịp